问题解决——物理学科核心素养的坚实支撑

李小勤

(江苏省如皋市白蒲镇阳光初中 226511)

核心素养培育面临的最大挑战，在于落地途径的确定.当前，关于这一问题的探究，人们提出了许多思路，如深度教学(学习)等.在笔者看来，核心素养的培育无法回避知识的学习与运用等问题，而在知识的运用过程中，学生必然会生成一些“关键能力”.知识的运用与问题解决密切相关，如果问题解决中的问题设计更多的接近实际，问题解决的过程更多的尊重学生的自主性，那核心素养的培育就会具有一个强有力的支撑点.

一、问题解决支撑核心素养的可能性

问题，本指障碍或阻力，后有研究者定义其为疑问、质疑、不确定性事件、困境等.在物理教学中，问题不是坏事，恰恰是撬动学生思维、打开学生思维空间、激发学生学习兴趣的重要载体.问题的提出很重要，但在学习过程中，问题的解决更加重要，因为问题解决本身就是一个完整的知识累积与运用过程，因此有人将问题解决理解为学生个体建构知识的过程、质疑与试错的过程、批判与反思的过程.基于这样的理解，不难发现其与核心素养以及物理学科核心素养之间的关系.

其一，问题解决与核心素养之间的关系.核心素养强调两点：一是必备品格；二是关键能力.实际上在教学中，教师是先关注关键能力而后关注核心素养的，因为只有在关键能力形成的过程中，必备品格才能逐步生成.而问题解决本身既是一个学习过程，又是一种学习方法，同时也是能力生成的重要途径.

例如，在探究“向心力大小与哪些因素有关”的教学中，固然将本内容的教学方式确定为科学探究，但实际上就是在解决“向心力大小与哪些因素有关”这一问题，因此就是一个问题解决过程.这个过程中，学生需要明确实验方法(控制变量法)，需要思考如何控制变量相同或不同，需要思考如何体现向心力的大小，这些问题的提出与解决，构成了问题解决的核心过程.而在此过程中，学生的能力也得到了相应的提升，比如说有学生认识到：控制变量法的运用，不只是简单地知道要控制哪些变量相同，哪些变量不同，还要知道如何控制变量相同或不同.在笔者看来，这就是关键能力的提升！也就是说，核心素养的培育过程，就孕育在问题解决的过程中.

其二，问题解决与物理学科核心素养之间的关系.

物理学科核心素养由科学观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任等组成.问题解决的过程，必然是科学观念引领下的学生利用科学思维进行科学探究的过程，并在此过程中形成相应的科学态度与责任认识.上面例子中，影响向心力大小的因素不再是胡思乱想，而是基于体验或实验的判断——如通过向心力演示仪感受向心力大小与物体质量与做圆周运动速度的关系等.这种基于事实、经验、逻辑推理进行的猜想，才是正确的猜想态度的产物，也是实实在在的猜想能力的体现.

二、在问题解决中培育学生核心素养

当我们研究问题解决与核心素养培育的时候，一个重要的基础，就是将学生作为研究对象.这是因为核心素养原本就是“学生应具备的”，而问题解决的过程一定是学生解决问题的过程，因此在实施主体上，问题解决与核心素养是一致的.也因此，在问题解决中培育学生的核心素养，几乎就是一种必然的选择.这里可以从探究“向心力大小与哪些因素有关”的问题解决过程中的一些细节来梳理：

细节一：什么时候将向心力演示器介绍给学生？

实际教学中，是不宜直接跟学生介绍向心力演示器的.这是因为问题解决中应当有一个学生自主思考、思维突破的空间.根据经验，学生在基于控制变量法思路思考如何具体控制变量的时候，他们的思维是非常开放的，但他们不可能设计出像演示器这样完善的实验仪器，因此在不同学生的思路不同、思维结果不同(这意味着要给学生足够的思考时间)时，再给学生介绍演示器(如图)，并理解其是如何巧妙地控制变量相同或不同的，这个时候往往容易让学生产生豁然开朗的感觉.

从学习心理角度来看，在学生充分思考、思维结果多元的情况下再介绍，学生就完成了一个主动建构知识的过程；如果没有思维空间，直接介绍给学生，那学生只能是被动接受.显然，前者才能真正培育学生的科学思维能力与探究能力，也更容易形成科学观.

细节二：从定性到定量的过渡.

向心力公式是量化表达，其在探究过程中却是先定性设计、后定量实验的，即设计实验的时候更多的是基于定性思路进行的，只有在具体实验过程中才由转动速度之比、质量之比等，得到向心力之比的关系.经验表明，高中学生并不喜欢定量实验，因此这里需要引导学生有效过渡，具体实验就可以分成定性与定量两步，先让学生感知向心力与质量、速度大小的关系，然后进一步控制质量、速度之比，去得出向心力之比.这样的过渡，相当于给学生的思维设计了台阶，学生的能力更容易生成，于是核心素养培育也就得到了保证.

三、问题解决的潜力仍需要重点发掘

问题解决并不是一个新生事物，核心素养背景下，需要发掘问题解决更多的价值.高中物理教学中，教师的教学研究着力点之一，应当放在对问题解决过程的“解构”上，通过解构问题解决过程，寻找其与核心素养培育对应的地方，然后在问题解决的过程中，重点就这些对应环节进行施力，这是核心素养落地的重要保证.

同时，问题解决作为物理教学研究中的一个重点，其已经在诸多物理教师心中扎根，因而基于其去培育核心素养，实际上是在教师的经验系统中寻找核心素养培育的生长点，应当说这是符合教师的教学需要的，是可以得到广大一线教师支持的，其比基于破立关系的教学理解要现实、可靠、可行得多.